[发明专利]燃料电池用绝热元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池用绝热元件及其制造方法。如果更详细叙述，则 本发明涉及燃料电池用绝热元件的构造的改良。

背景技术

一般来说，燃料电池(例如高分子电解质型燃料电池)是通过层叠多 个通过隔板夹持电解质的元件(单电池)而构成的，但这样将元件层叠而 成的层叠体(电池组)的层叠方向端部由于与大气的热交换而使温度容易 降低。因此，已知下述的结构(例如参照专利文献1)：例如设置具有由 闭塞空间构成的空气层等的所谓绝热元件而形成绝热层，以抑制由于与大 气的热交换而温度降低。

专利文献1：日本特开2002-184449号公报

发明内容

然而，由于发电时的发热的影响，存在燃料电池用绝热元件的闭塞部 的气体膨胀，隔板变形、周边的密封部的密封功能下降这样的危险。

因此，本发明的目的在于提供一种抑制隔板(板状构件)由于发电时 的发热而变形或者密封功能下降的燃料电池用绝热元件及其制造方法。

为了解决该课题，本发明者进行了各种研究。上述那样的燃料电池用 绝热元件采用与其他的元件相同的元件构造，除代替其他的元件中的膜- 电极组件而夹持了绝热性优异的导电板以外的部分，例如使用了密封构件 的密封构造等与其他元件相同或者近似的情况较多。此时，形成在元件层 叠体(电池组)的端部的闭塞的空气层，具有所谓能够抑制污垢(污染) 的优点，但在如上所述具有密封功能下降的危险这一点上不利。本发明者 着眼于这一点进而不断地进行研究，结果得到了与该课题的解决有关的新 的发现。

本发明基于该发现，一种燃料电池用绝热元件，该燃料电池用绝热元 件由1块或2块以上的板状构件与密封构件形成绝热层，其中：在由将绝 热层与该元件的外部密封的密封构件形成的密封线的至少一部分上，具有 将外部与该绝热层连通的连通部。

如果是例如不能进行包含绝热构件的区域与外部的换气的以往那样的 构造，则由于运行中的热膨胀收缩，内部的压力变化。在这样的情况下， 由密封线所封闭的区域内的气体膨胀或者收缩，由于这样的变化影响波及 到板状构件(隔板)而对在绝热构件与板状构件之间的接触表面压力引起 变化，绝热元件整体的阻力必定会变化。另外，如果力产生变化，则板状 构件本身会变位或者变形而使对相邻元件的表面压力变得不均匀。如果发 生这样的情况，则具有电池层叠体的发电性能下降的危险，也会有绝热元 件的绝热性能因使用温度而变化的危险。与此相对，根据本发明所涉及的 燃料电池用绝热元件，在绝热层中的气体(空气)由于发电时的发热的影 响而膨胀的情况下，该气体能够通过连通部向外部逸出。因此，能够一边 确保绝热层的绝热功能，一边抑制由于发热的影响而使板状构件周边的密 封部的密封功能下降。

本发明所涉及的燃料电池用绝热元件，在板状构件中的至少一个板状 构件上的连通部的形成部位具有凸部。这样设置在连通部的形成部位的凸 部，能够起到使形成在密封线的至少一部分上的连通部的宽度均匀化，使 作为换气孔的区域的大小变为恒定的这样的功能。另外，这样的凸部，例 如如果被形成为与其他的板状构件接触，则在该绝热元件的制造时板状构 件也成为抑制板状构件变形的止动部，能够对密封构件在难以流动的状态 下充分地加压而使其接合，从而提高密封性能。

优选，凸部由划定连通部的至少2处突起构成。此时，凸部可以被形 成为不与另一个板状构件的一部分接触的程度的高度，也可以被形成为与 另一个板状构件的一部分接触的程度的高度。

另外，也优选，绝热层由绝热构件形成，在连通部配置有该绝热构件。 例如在设为绝热构件的一部分由1块或2块以上的板状构件夹持的构造的 情况下，该被夹持的绝热构件的一部分能够起到抑制隔板由于外力的影响 而变形的功能。

进而，也可以仅在反应气体或者制冷剂的歧管的外周形成有密封线。 如果从仅在必要最低限度的部位形成密封线这样的观点出发，也能够省略 绝热构件的周围的密封线。

另外，本发明是由1块或2块以上板状构件与密封构件形成绝热层的 燃料电池用绝热元件的制造方法，其中：预先在板状构件中的至少一个上 设置朝向另一个板状构件突出的凸部；通过该凸部在密封构件的至少一部 分上构成中断部分；由该中断部分，形成使外部与绝热层连通的连通部。 在这样的情况下，能够在制造时可靠地形成能够使由于发电时的发热的影 响而膨胀的绝热层中的气体(空气)向外部逸出的流通部(排气流道)。